sibadiНаучный рецензируемый журнал "Вестник СибАДИ"The Russian Automobile and Highway Industry Journal2071-72962658-5626The Siberian State Automobile and Highway University10.26518/2071-7296-2020-17-5-584-597sibadi-1141Research ArticleТРАНСПОРТНОЕ, ГОРНОЕ И СТРОИТЕЛЬНОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕTRANSPORT, MINING AND BUILDING MACHINERY ENGINEERINGПрименение методов прогнозирования опасных факторов в приборах безопасности кранов на примере кранового анемометраHazard forecasting techniques implementation in crane safety instruments using a crane anemometerРощинВ. А.RoshchinV. A.

Рощин Виталий Андреевич – инженер.Ивантеевка.

Vitaly A. Roshchin - Engineer of the KROS Engineering and Technical Center.Ivanteevka.

roshchinva@mail.ruИвановС. Д.IvanovS. D.

Иванов Сергей Дмитриевич - кандидат технических наук, доцент кафедры подъёмно-транспортных систем.Москва.

Sergey D. Ivanov - Cand. of Sci., Associate Professor of the Hoisting and Transport Systems Department, N.E. Bauman Moscow State Technical University.Moscow.

rk4@bmstu.ruНазаровА. Н.NazarovA. N.

Назаров Александр Николаевич - аспирант 1-го курса кафедры подъёмно-транспортных систем.Москва.

Alexander N. Nazarov - 1-year postgraduate, the Hoisting and Transport Systems Department N.E. Bauman Moscow State Technical University.Moscow.

alexnazavr@yandex.ruИнженерно-технический центр «КРОС»РоссияZAO KROS Engineering and Technical CentreRussian FederationМосковский государственный технический университет им. Н.Э. БауманаРоссияN.E. Bauman Moscow State Technical UniversityRussian Federation202011112020175584597Copyright © Рощин В.А., Иванов С.Д., Назаров А.Н., 20202020Рощин В.А., Иванов С.Д., Назаров А.Н.Roshchin V.A., Ivanov S.D., Nazarov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibadi.org/jour/article/view/1141

Введение. В настоящей статье описывается разработанный авторами алгоритм работы кранового анемометра, измеряющего скорость порывов и среднюю скорость ветра и определяющего на их основе прогнозируемую скорость ветра.Основная часть. Для построения алгоритма работы анемометра определены основные влияющие параметры и интервалы их измерения. Представлена методика вычисления скорости порывов и средней скорости ветра из показаний импульсного датчика вертушки анемометра. Приведён метод прогнозирования скорости ветра на основе построения экстраполяционной функции.Результаты. Разработан алгоритм программы работы анемометра с расширенными возможностями по отношению к существующим аналогам. Прибор не только фиксирует значение опасного фактора в данный момент, но и прогнозирует его изменение в будущем.На основе анализа исследований динамики ветра составлена таблица соответствия уровней определяемых параметров (скорости порыва, средней скорости и прогнозируемой средней скорости ветра) и сигналов, подаваемых оператору крана. Для каждого типа сигналов определено своё значение величины задержки снятия.Выводы и заключение. Предприятием ЗАО ИТЦ «КРОС» изготовлен опытный образец анемометра, использующего описанные в данной статье принципы. Прибор соответствует всем требованиям нормативно-технической документации. Дальнейшая работа по совершенствованию алгоритма его работы позволит повысить безопасность технологических процессов, осуществляемых с использованием подъёмных сооружений.

Introduction. This article describes an algorithm developed by the authors for the operation of a crane anemometer that measures the gust rate and average wind speed and determines the predicted wind speed on the basis of it. The main part. The main influencing parameters and their measurement intervals are defined for the construction of the anemometer algorithm. The method of calculation of gust velocity and average wind velocity from the data of the pulse sensor of the helicopter anemometer is presented. The method of wind speed forecasting based on the construction of an extrapolation function is given.Results. An anemometer program algorithm with extended capabilities relative to existing analogues has been developed. The instrument not only captures the hazard at the moment, but also predicts its future development. On the basis of the analysis of wind dynamics studies, a table has been compiled of the levels of the determined parameters (gust rate, average speed and projected average wind speed) and the signals given to the operator of the crane. For each type of signal, the value of the removal delay is defined.Conclusions. ZAO KROS Engineering and Technical Centre has made a prototype anemometer using the principles described in this article. The device meets all requirements of the regulatory and technical documentation. Further work on the improvement of the algorithm of its work will make it possible to increase the safety of technological processes carried out with the use of elevated structures.

крановый анемометрпрогнозирование скорости ветраалгоритм работы анемометраcrane anemometerwind speed forecastinganemometer algorithmАвторы статьи выражают свою благодарность сотрудникам кафедры «Подъёмно-транспортные системы» МГТУ им. Н.Э. Баумана и коллективу разработчиков приборов безопасности ЗАО «ИТЦ «КРОС» за их помощь, советы, рекомендации, ценные замечания и критику.The authors of the article express their gratitude to the staff of the Elevatedtransportation systems Department, N.E. Bauman MGTU and the team of the developers of the security devices of ZAO KROS Engineering and Technical Centre for their help, advice, recommendations, valuable comments and criticism.ReferencesИнденбаум А.И., Котельников В.С., Жуков В.Г. Основные причины аварий башенных кранов и меры для их устранения // Безопасность труда в промышленности. 2005. №3. С. 22-29.Indenbaum A.I., Kotel'nikov V.S., Zhukov V.G. Osnovnyye prichiny avariy bashennykh kranov i mery dlya ikh ustraneniya [The main causes of accidents of tower cranes and measures for their elimination]. Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 2005; 3: 22-29. (in Russian)Антипин В.А., Елизарьева Е.Н. Анализ опасностей при эксплуатации башенного крана // Актуальные проблемы социального, экономического и информационного развития современного общества. 2016. С. 21-23.Antipin V.A., Yelizar'yeva Ye.N. Analiz opasnostey pri ekspluatatsii bashennogo krana [Analysis of hazards during the operation of a tower crane]. Aktual'nyye problemy sotsial'nogo, ekonomicheskogo i informatsionnogo razvitiya sovremennogo obshchestva. 2016. 21-23. (in Russian)Гнибеда. И., Боянов К., Карманов С. Нарушение условий эксплуатации башенных кранов // Технадзор. 2015. №11. С. 159-160.Gnibeda. I., Boyanov K., Karmanov S. Narusheniye usloviy ekspluatatsii bashennykh kranov [Violation of the operating conditions of tower cranes]. Tekhnadzor. 2015; 11: 159-160.Кузнецов Ф.А., Сладкова Л.А. Способ обеспечения устойчивости башенных кранов на основе исключения резонанса частот крана и ветровых порывов // Наземные транспортно-технологические комплексы и средства. 2019. С. 115-119.Kuznetsov F.A., Sladkova L.A. Sposob obespecheniya ustoychivosti bashennykh kranov na osnove isklyucheniya rezonansa chastot krana i vetrovykh poryvov [A method of ensuring the stability of tower cranes on the basis of eliminating the resonance of the crane frequencies and wind gusts]. Nazemnyye transportno-tekhnologicheskiye kompleksy i sredstva. 2019. 115-119.Ерофеев Н.И., Подобед В.А. Работа подъёмных кранов при сильном ветре // Безопасность труда в промышленности. 1977. №3. С. 37-38.Yerofeyev N.I., Podobed V.A. Rabota pod”yomnykh kranov pri sil'nom vetre [The work of cranes in strong winds]. Bezopasnost' truda v promyshlennosti. 1977; 3: 37-38.Тимаков В.И., Тимаков М.В. Состояние промышленной безопасности при эксплуатации грузоподъёмных кранов на объектах, подконтрольных Ростехнадзору // Известия Юго-западного государственного университета. Серия: техника и технологии. 2017. №1. С. 27-41.Timakov V.I., Timakov M.V. Sostoyaniye promyshlennoy bezopasnosti pri ekspluatatsii gruzopod”yomnykh kranov na ob”yektakh, podkontrol'nykh Rostekhnadzoru [The state of industrial safety during the operation of cranes at facilities controlled by Rostekhnadzor ]. Izvestiya Yugo-zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: tekhnika i tekhnologii. 2017; 1: 27-41.Ищенко А.Р., Евдокимова М.С. Обеспечение устойчивости свободно стоящих башенных кранов при ветровом нагружении // Труды университета. 2019. №3. С. 153-157.Ishchenko A.R., Yevdokimova M.S. Obespecheniye ustoychivosti svobodno stoyashchikh bashennykh kranov pri vetrovom nagruzhenii [Ensuring the stability of free-standing tower cranes under wind loading]. Trudy universiteta. Proceedings of the University. 2019; 3: 153-157.Синельщиков А.В., Джалмухамбетов А.И. Развитие методов расчета устойчивости башенных кранов // Вестник МГСУ. 2017. №12. С. 1342-1351.Sinel'shchikov A.V., Dzhalmukhambetov A.I. Razvitiye metodov rascheta ustoychivosti bashennykh kranov [Development of methods for calculating the stability of tower cranes]. Vestnik MGSU, 2017; 12: 1342-1351.Сорокин П.А., Мишин А.В., Хряков К.С. Разработка и сравнение систем контроля устойчивости башенных кранов. Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 11. Ч. 2.Sorokin P.A., Mishin A.V., Khryakov K.S. Razrabotka i sravneniye sistem kontrolya ustoychivosti bashennykh kranov [Development and comparison of tower crane stability control systems]. Izvestiya TulGU. Tekhnicheskiye nauki . 2016; 11(2).Сорокин П.А., Мишин А.В. Система безопасности башенных кранов с автоматическим контролем их устойчивости // Подъемно-транспортное дело. 2017. №2-3. С. 20-21.Sorokin P.A., Mishin A.V. Sistema bezopasnosti bashennykh kranov s avtomaticheskim kontrolem ikh ustoychivosti [Security system of tower cranes with automatic control of their stability]. Pod”yemno-transportnoye delo. 2017; 2-3: 20-21.Сорокин П.А., Мишин А.В. Нейросетевой алгоритм системы автоматического контроля устойчивости башенных кранов // Автоматизация и современные технологии. 2014. №4. С. 7-12.Sorokin P.A., Mishin A.V. Neyrosetevoy algoritm sistemy avtomaticheskogo kontrolya ustoychivosti bashennykh kranov [Neural network algorithm for the automatic stability control system for tower cranes]. Avtomatizatsiya i sovremennyye tekhnologii. 2014; 4: 7-12.Сорокин П.А., Мишин А.В. Система контроля устойчивости башенных кранов от опрокидывания // Известия тульского государственного университета // Технические науки. 2013. №7-2. С. 325-332.Sorokin P.A., Mishin A.V. Sistema kontrolya ustoychivosti bashennykh kranov ot oprokidyvaniya [System for monitoring the stability of tower cranes against overturning]. Izvestiya tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskiye nauki. 2013: 2: pp. 325-332.Обыденов В.А. Устойчивость стационарных башенных кранов в условиях ветрового нагружения. Тула, 2010. 18 с.Obydenov V.A. Ustoychivost' statsionarnykh bashennykh kranov v usloviyakh vetrovogo nagruzheniya [Stability of stationary tower cranes in the conditions of wind loading]. Tula, 2010. 18 p.Моренко К.С. Применение цепей Маркова при прогнозировании динамики скорости ветра // Вестник аграрной науки Дона. 2015. 4 (32).Morenko K.S. Primeneniye tsepey Markova pri prognozirovanii dinamiki skorosti vetra [Application of Markov Chains for Predicting Wind Speed Dynamics]. Vestnik agrarnoy nauki Dona. 2015; 4(32).Гуррера Д. Стохастическое моделирование прогнозирования скорости ветра. Нижний Новгород, 2012. 16 с.Gurrera D. Stokhasticheskoye modelirovaniye prognozirovaniya skorosti vetra [Stochastic modeling of forecasting wind speed]. Nizhniy Novgorod, 2012, 16 p.Подобед В.А., Подобед Н.Е. Предупреждение риска при эксплуатации кранов при ветровых нагрузках в морских портах // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2006. №3. С. 531-533.Podobed V.A., Podobed N.Ye. Preduprezhdeniye riska pri ekspluatatsii kranov pri vetrovykh nagruzkakh v morskikh portakh [Risk prevention during operation of cranes under wind loads in seaports]. Vestnik Murmanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2006; 3: 531-533.Подобед В.А. Математическое моделирование ветровых нагрузок на портовые портальные краны // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2006. Т. 9. № 2. С. 318331.Podobed V.A. Matematicheskoye modelirovaniye vetrovykh nagruzok na portovyye portal'nyye krany [Mathematical modeling of wind loads on port gantry cranes]. Vestnik Murmanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2006; 9(2): 318-331.Подобед В.А. Теоретические исследования основных показателей работы портального крана «Альбрехт» при динамическом воздействии ветра // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2006. №3. С. 522-530.Podobed. V.A. Teoreticheskiye issledovaniya osnovnykh pokazateley raboty portal'nogo krana “Al'brekht” pri dinamicheskom vozdeystvii vetra [Theoretical studies of the main performance indicators of the “Albrecht” gantry crane under dynamic influence of the wind]. Vestnik Murmanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2006; 3: 522-530.Уфимцев Е.М. Временной анализ физически и конструктивно нелинейных колебаний ферменных конструкций при действии импульсной нагрузки // Строительство и экология: теория, практика, инновации. 2015. Ч.1. С. 102-106.Ufimtsev Ye.M. Vremennoy analiz fizicheski i konstruktivno nelineynykh kolebaniy fermennykh konstruktsiy pri deystvii impul'snoy nagruzki. Chast' 1: matematicheskiye modeli vremennogo analiza nelineynykh kolebaniy [Time analysis of physically and structurally nonlinear vibrations of truss structures under the action of a pulsed load. Part 1: mathematical models of temporal analysis of nonlinear oscillations]. Stroitel'stvo i ekologiya: teoriya, praktika, innovatsii, 2015, pp. 102-106.Подобед В.А. Повышение эффективности использования портовых кранов при ветровых нагрузках. Москва, 2007. 47с.Podobed V.A. Povysheniye effektivnosti ispol'zovaniya portovykh kranov pri vetrovykh nagruzkakh [Increasing the efficiency of using harbor cranes under wind loads]. Moskow, 2007. 47 p.Аджиев А.Х., Петренко В.А., Корнилов Ю.В. Прогнозы климатических характеристик для инженерно-геологических изысканий на зимний период 2014 года в Сочи // Геориск. 2010. №3. С. 58-63.Adzhiyev A.KH., Petrenko V.A., Kornilov YU.V. Prognozy klimaticheskikh kharakteristik dlya inzhenerno-geologicheskikh izyskaniy na zimniy period 2014 goda v Sochi [Predictions of climatic characteristics for engineering and geological surveys for the winter period of 2014 in Sochi]. Georisk. 2010; 3: 58-63.Подобед В.А. Работа портовых кранов при ветровых нагрузках // Морской флот. 2006. № 6. С. 68-70.Podobed V.A. Rabota portovykh kranov pri vetrovykh nagruzkakh [Operation of port cranes under wind loads]. Morskoy flot. 2006; 6: 68-70.Подобед. Н.Е., Подобед В.А. Безопасность производства перегрузочных работ кранами в морских портах при повышенных ветровых нагрузках // Вестник мурманского государственного технического университета. 2011. №3. С. 496-498.Podobed. N.Ye., Podobed V.A. Bezopasnost' proizvodstva peregruzochnykh rabot kranami v morskikh portakh pri povyshennykh vetrovykh nagruzkakh [Safety of handling operations by cranes in seaports at increased wind loads]. Vestnik murmanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2011; 3: 496-498.Меньшиков В.И., Подобед. Н.Е., Подобед В.А. Математическое моделирование ветровых нагрузок на механизмы передвижения портальных кранов с прямой стрелой // Вестник мурманского государственного технического университета. 2009. № 1. С. 27-23.Men'shikov V.I., Podobed. N.Ye., Podobed V.A. Matematicheskoye modelirovaniye vetrovykh nagruzok na mekhanizmy peredvizheniya portal'nykh kranov s pryamoy streloy [Mathematical modeling of wind loads on the mechanisms of movement of portal cranes with a straight boom]. Vestnik murmanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2009; 1: 27-23.Новицкий М.А., Хачатурова Л.М., Кулижникова Л.К., Мацкевич М.К. Максимальные пульсации направления ветра за ограниченные промежутки времени на высотах до 300 м по данным наблюдений на высотной мачте // Метеорология и гидрология. 2007. №3. С. 33-42.Novitskiy M.A., Khachaturova L.M., Kulizhnikova L.K., Matskevich M.K. Maksimal'nyye pul'satsii napravleniya vetra za ogranichennyye promezhutki vremeni na vysotakh do 300 m po dannym nablyudeniy na vysotnoy machte [Maximum pulsations of the wind direction for limited time intervals at heights of up to 300 m according to observations on a high-altitude mast ]. Meteorologiya i gidrologiya. 2007; 3: 33-42.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.